The invention discloses a calculation method of three-dimensional human body temperature field based on hexahedron automatic generation, which includes: (1) input the information of three-dimensional geometric model of human body or similar human body, generate human body or similar human body model, and extract the interactive skeleton of the model; (2) smooth the extracted skeleton, and semantically segment the human body; (3) segment the human body after segmentation. The hexahedral mesh is generated by sweeping method in each layer of the body, while the hexahedral mesh is generated by isoparametric transformation for the nodes and endpoints of the skeleton; (4) the three-dimensional human body temperature field is calculated and simulated; (5) the simulated temperature is digitally expressed and projected into the three-dimensional human body geometric model. The hexahedron generation model in the invention is more in line with the structure of the human physiological model and more convenient for calculating the physiological model.
【技术实现步骤摘要】
一种基于六面体自动生成的三维人体温度场计算方法
本专利技术涉及计算机图形领域,尤其涉及一种基于六面体自动生成的三维人体温度场计算方法。
技术介绍
目前的基于人体建模的热调节模型中,大部分模型都将人体的各部位抽象成节点,但在大部分模型中,节点没有空间属性,即在模型中无法得知人体的身高、体重、各个部位的尺寸等等。现在技术有多种方法可以生成六面体网格,主要采用的方案有根据体积信息来进行构建和根据几何信息来进行计算生成,其中最相关的方法是基于骨架的六面体生成方法,当通过骨架来生成六面体时,最关键的部分是对交叉点进行离散分化。在现有技术中,分别提出了一个split-and-merge的方法和一种网格化管状形状的方法。在前一个方法中,不同部位的骨架部分是分开的,然后将这些部件接在一起。该方法在一组简单模型上得到验证,其中最复杂的结点有4的度量。但是在某些情况下不能产生正确的拓扑结构,将多度量的交叉点转化成多个三叉点。在后一个方法中是使用一套模板解决多交叉节点,将曲线骨架使用作为代理来拟合模板的最佳形态。六面体呈放射状排列在骨骼周围,因此在脊柱附近产生了形状很差的元素。此外,这种方法最适用于分岔(典型的血液分岔)而它倾向于产生高价顶点,当有较高价的结合点时较为糟糕。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种基于六面体自动生成的三维人体温度场计算方法。本专利技术提供了更准确的计算模型。本专利技术的目的能够通过以下技术方案实现:一种基于六面体自动生成的三维人体温度场计算方法,具体步骤包括:(1)输入人体或者类人体的三维几何模型信息,生成人体或类人体模型,并 ...
【技术保护点】
1.一种基于六面体自动生成的三维人体温度场计算方法,其特征在于,具体步骤包括:(1)输入人体或者类人体的三维几何模型信息,生成人体或类人体模型,并对模型进行交互式的骨架提取;(2)对提取的骨架进行平滑化处理,并对人体进行语义分割;(3)对分割后的人体部位每一层用扫掠方法生成六面体网格,而对于骨骼的节点和端点则用等参变换的方法生成六面体网格;(4)对生成的六面体网格进行三维人体温度场的计算与模拟;(5)对模拟后的温度数字化表示并投射到三维人体几何模型中。
【技术特征摘要】
1.一种基于六面体自动生成的三维人体温度场计算方法,其特征在于,具体步骤包括:(1)输入人体或者类人体的三维几何模型信息,生成人体或类人体模型,并对模型进行交互式的骨架提取;(2)对提取的骨架进行平滑化处理,并对人体进行语义分割;(3)对分割后的人体部位每一层用扫掠方法生成六面体网格,而对于骨骼的节点和端点则用等参变换的方法生成六面体网格;(4)对生成的六面体网格进行三维人体温度场的计算与模拟;(5)对模拟后的温度数字化表示并投射到三维人体几何模型中。2.根据权利要求1所述的一种基于六面体自动生成的三维人体温度场计算方法,其特征在于,在所述步骤(1)中,输入的三维几何模型信息是世界通用的标准三维信息格式文件内容,主要包括三维模型的几何面数量与位置信息;在模型的输入完成之后,采用可交互的方法对模型进行骨架提取,骨架提取的方法是网格收缩算法。3.根据权利要求1所述的一种基于六面体自动生成的三维人体温度场计算方法,其特征在于,在所述步骤(2)中,先对骨架进行平滑化处理,对每一个骨架点Si,其更新后的点位置为:在平滑化处理完毕后,对骨架通过一系列的规则进行语义分割,得到头部、躯干以及四肢的部位,具体语义分割方法为:首先遍历得到骨架中连接度量为3和连接度量为4的顶点,分别代表了身体部位躯干大腿连接点和躯干头部双手的连接点,分别定义为肚脐点Vnavel与心胸点Vheart,这两个顶点连接的骨架线,代表了模型中人体躯干的部位,接着在心肺点的其他3个邻接点中寻找满足下面条件的点:Sneck是连接到头部的脖颈的点,那么心胸点剩下的两个邻接点就是连接到两只手臂的骨架点,而肚脐点剩下两个邻接点就是连接到两只腿的骨架点。4.根据权利要求1所述的一种基于六面体自动生成的三维人体温度场计算方法,其特征在于,在所述步骤(3)中,利用处理后的骨架对整个人体进行六面体网格的生成,具体方法为:首先需要找到骨架点所对应的网格的分片,分片...
【专利技术属性】
技术研发人员:毛爱华,朱天屹,罗洁,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。